3-Huzalmérési megoldás PT100-hoz (RTD) Érzékelő

PT100 3 vezetékes mérési séma LTSpice szimulációja (RTD) érzékelő: A Pt100 egy hőellenállás hőmérséklet-érzékelő, a teljes neve platina ellenállás 100 ohmok. Tiszta platinából készült, ellenállásértéke pedig bizonyos arányban lineárisan nő a hőmérséklet változásával.

PT100, A platina hőtálló teljes neve, egy ellenálló hőmérséklet -érzékelő, amely platinából készül (PT), és ellenállási értéke a hőmérsékleten megváltozik. A 100 A PT után azt jelenti, hogy ellenállási értéke az 100 ohm 0 ℃, és az ellenállási értéke körülbelül 138.5 ohm 100 ℃. A nagy pontosság jellemzőivel rendelkezik, jó stabilitás, erős anti-interferencia képesség, ellenállása és a hőmérsékletváltozás közötti kapcsolat pedig az: R=R0(1+αT), ahol α =0,00392, Ro 100Ω (ellenállás értéke 0 ℃-on), és T Celsius hőmérséklet.

PT100 hőmérséklet-ellenállás megfelelő változási táblázat

2. Importáljon pt100 ellenállást
Mivel az LTspice komponens könyvtárában nincs pt100, manuálisan kell importálnunk a pt100-at. Mivel a pt100 fűszerfájlja nem található, ide importáljuk a csúszó ellenállást helyettesítőként. A csúszó ellenállás importálásához, hozzá kell adnia a következő három fájlt az LTspice telepítési könyvtárába. Másold ki a három fájlt (asc, asy és lib) külön, hozzon létre fájlokat mindegyikhez, és végül helyezze őket az LTSpice telepítésének megfelelő helyére. Tedd az asc-t más kapcsolási rajzokkal együtt, lib alatt asy in sym, és tedd be a lib-et a lib alatti sub-ba. Hozzáadás után, potenciométert láthat az LTSpice komponensében. Ez a potenciométer a szükséges csúszóellenállás.

potenciometer_test.asc

Változat 4
LAP 1 880 680
HUZAL 272 48 0 48
HUZAL 528 48 272 48
HUZAL 272 80 272 48
HUZAL 528 80 528 48
HUZAL 0 96 0 48
HUZAL 0 192 0 176
HUZAL 272 208 272 176
HUZAL 528 208 528 176
ZÁSZLÓ 272 208 0
ZÁSZLÓ 0 192 0
ZÁSZLÓ 320 128 ki1
ZÁSZLÓ 528 208 0
ZÁSZLÓ 576 128 ki2
SYMBOL feszültség 0 80 R0
SYMATTR InstName V1
SYMATTR érték 10
SYMBOL potenciométer 272 176 M0
SYMATTR InstName U1
SYMATTR SpiceLine2 ablaktörlő=0,2
SYMBOL potenciométer 528 176 M0
SYMATTR InstName U2
SYMATTR SpiceLine R=1
SYMATTR SpiceLine2 ablaktörlő=0,8
SZÖVEG 140 228 Balra 2 !.op

potenciométer.asy

Változat 4
SymbolType BLOCK
VONAL Normál 16 -31 -15 -16
VONAL Normál -16 -48 16 -31
VONAL Normál 16 -64 -16 -48
VONAL Normál 1 -9 -15 -16
VONAL Normál 1 0 1 -9
VONAL Normál 1 -94 1 -87
VONAL Normál -24 -56 -16 -48
VONAL Normál -24 -40 -15 -48
VONAL Normál -47 -48 -15 -48
VONAL Normál -16 -80 16 -64
VONAL Normál 1 -87 -16 -80
ABLAK 0 30 -90 Balra 2
ABLAK 39 30 -50 Balra 2
ABLAK 40 31 -23 Balra 2
SYMATTR X előtag
SYMATTR ModelFile potenciometer.lib
SYMATTR SpiceLine R=1k
SYMATTR SpiceLine2 ablaktörlő=0,5
SYMATTR Value2 potenciométer
PIN kódot 0 -96 EGYIK SEM 8
PINATTR PinName 1
PINATTR SpiceOrder 1
PIN kódot 0 0 EGYIK SEM 8
PINATTR PinName 2
PINATTR SpiceOrder 2
PIN kódot -48 -48 EGYIK SEM 8
PINATTR PinName 3
PINATTR SpiceOrder 3

potenciométer.lib

* Ez a potenciométer
* _____
* 1–|_____|–2
* |
* 3
*
.SUBCKT potenciométer 1 2 3
.param w=limit(törlő,1m,.999)
R0 1 3 {R*(1-w)}
R1 3 2 {R*(w)}
.VÉGE

3. Wheatstone híd a PT100 ellenállás mérésére

Wheatstone híd kapcsolat és LTspice szimulációs modell

Egykarú híd vagy Wheatstone kör

Wheatstone híd kapcsolat és LTspice szimulációs modell:
Amikor a híd kiegyensúlyozott, a feszültségmérő mérési értéke ekv?%5CbigtriangleupU=0

I1*Rt=I2*R2

I1*R3=I2*R4

Ebből, arra lehet következtetni: Rt/R3=R2/R4

Azaz: Rt*R4=R2*R3

Az ellenállás mérési eredményének így semmi köze a feszültségmérő pontosságához, az ellenállás pontossága, és az elektromotoros erőt. Megakadályozza a tápegység időbeli változása okozta hibát, és elkerüli az ampermérő feszültségosztás problémáját, feszültségmérő sönt, és túl sok vezeték feszültségosztás.

A PT100 különböző mérési módszerei:

A P hőellenállás számos vezető módszere

Ha a helyszínen mérendő hőmérsékleti pont messze van a műszertől, szükséges a hőellenállást vezetékkel csatlakoztatni. Az ólomellenállás r. A kétvezetékes rendszer nem tudja elkerülni a számítás során a vezetékellenállás okozta hibát, és a mért tényleges ellenállásérték kisebb lesz.

A hőellenállás plusz a vezeték vezeték ellenállása r

A hiba ellensúlyozása érdekében, négyvezetékes csatlakozás kerül bevezetésre. Amikor Rt 2r-rel nő, R2 is növekszik 2r-rel. Nem számít, milyen hosszú a vezeték, a híd kiegyensúlyozható. Négy vezetéket kell húzni. Mivel a p és q pontokban a feszültségek egyenlőek, egy ponttal egyenértékűek lehetnek, amely a háromvezetékes csatlakozási mód, vagyis, a kísérletben szimulált háromvezetékes csatlakozási módszer. Gyakorlatban, háromvezetékes is többnyire használatos, a gazdaságosságot és a pontosságot egyaránt figyelembe véve.

4. Három vezetékes mérés LTSpice szimuláció

3-huzalmérés, és csatlakoztassa a műveleti erősítő áramkört a kimenetre

Ez a kísérlet háromvezetékes mérést használ, és csatlakoztatja a műveleti erősítő áramkört a kimeneti részhez, hogy felerősítse a kimeneti jelet az egyszerű mérés érdekében.
Uo= (V1-V2)*(R17/R15)=20*(V1-V2)

Azaz, V1=(Uo+20*V2)/20

Az ellenállás feszültségosztása szerint:

V1 = Vs*(Rt/(R2+Rt))

V2 = Vs*(R10/(R9+R10))

A szimuláció bemeneti feszültsége 3V. Számítás után, V2≈108,434 mV
V1=(Uo+2168,68)/20
V1=Rt/(R7+Rpt) *3000
Így: Rt=2000V1/(3000-V1)
Rt a PT100 megfelelő ellenállásértéke. A megfelelő hőmérsékleti értéket a táblázat felkutatásával kaphatja meg.
Állítsa be a csúszó reosztát ellenállását (RT) hogy 130.6 ohm hőmérsékletére 78 Celsius fok, olvasd el a V1-et, V2, és Uo az Rt. kiszámításához.

Rt a PT100 megfelelő ellenállásértéke, megfelelő hőmérsékleti értéket

A V1 körülbelül 182,82 mV, A V2 körülbelül 118,46 mV, és U0 körülbelül 1,39 V. A számított Rpt körülbelül 129,78 V. A táblázat azt mutatja, hogy a leolvasott hőmérséklet 76 Celsius fok, ami közel van.

Állítsa be a csúszó reosztát ellenállását (RT) hogy 200.05 ohm hőmérsékletére 266.5 Celsius fok, olvasd el a V1-et, V2, és Uo az Rt. kiszámításához.

A V1 körülbelül 270,45 mV, A V2 körülbelül 118,46 mV, és U0 körülbelül 3,0257 V. A számított Rpt körülbelül 198,16 V, a hibaérték pedig kb 1%. A táblázat azt mutatja, hogy a leolvasott hőmérséklet 261.3 Celsius fok, kb hibával 1%.

A háromvezetékes PT100 hőmérsékletmérési elve elsősorban a hídmódszeren alapul. A mérőáramkör általában egy kiegyensúlyozatlan híd, a PT100-at pedig a híd hídkaros ellenállásaként használják. Amikor az áram áthalad a PT100-on, ellenállásértékének változása okozza a híd kimeneti feszültségének változását. Ennek a kimeneti feszültségnek a mérésével, a PT100 ellenállásértéke kiszámítható, és akkor megkapható a mért hőmérséklet.
Az ólomellenállás hatásának kiküszöbölése érdekében, a három vezetékes PT100 különleges kialakítást kapott, az egyik vezeték csatlakoztatása a híd tápellátási végéhez, a másik két vezeték pedig ahhoz a hídkarhoz csatlakozik, ahol a PT100 található, és a mellette lévő hídkarhoz. Ily módon, mindkét hídkar azonos ellenállásértékű vezetékellenállást vezet be, hogy a híd kiegyensúlyozott állapotban legyen. Ezért, az ólomellenállás változása nincs hatással a mérési eredményre. Viszont, továbbra is lesznek olyan hatások, mint például az eszközök a tényleges mérés során. A mért ellenállásérték nem pontos. A hiba kiküszöbölése érdekében, olvasáskor némi kompenzáció is hozzáadható.